Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nanodiamanten als Bakterienkiller

10.06.2014

Materialwissenschaftler aus Bremen und Stanford identifizieren Nanodiamanten als effektive Bakterienkiller. Über ihre Forschungsergebnisse haben sie einen Beitrag in der Fachzeitschrift „ACS Nano“ veröffentlicht.

Nanodiamanten sind mit einem Durchmesser von 5 Nanometern etwa 200-mal kleiner als ein Bakterium und werden durch Explosion von kohlenstoffhaltigen Verbindungen in Hochdruckbehältern hergestellt. Neben Ruß entstehen bei der Explosion auch die winzigen Explosionsdiamanten.


Die farbigen Partikel symbolisieren unterschiedliche Nanodiamanttypen, die an Bakterienzellen (grau) binden und diese töten. Foto: Rezwan

Die Bremer Materialwissenschaftler Dr. Michael Maas, Julia Wehling und Professor Kurosch Rezwan identifizierten jetzt in enger Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der Stanford Universität (USA) und der Universität Bremen die stark antibakteriellen Eigenschaften dieser Nanodiamanten. Neben Silber und Kupfer könnten die Diamanten als neues effektives Mittel gegen bakteriellen Befall und Infektionen eingesetzt werden.

Nanodiamanten wurden bereits in den 1960er Jahren von russischen Wissenschaftlern entdeckt, doch erst vor wenigen Jahren gelang der Durchbruch in der Aufbereitung der Diamanten, so dass diese im Labor nutzbar geworden sind. Das gräulich braune Diamantpulver kann durch unterschiedliche Hitzebehandlungen so verändert werden, dass verschiedene chemische Gruppen auf der Oberfläche der Diamanten entstehen.

Die Biologin Julia Wehling und der Chemiker und Projektleiter Dr. Michael Maas fanden heraus, dass einige dieser Diamanten innerhalb kürzester Zeit Vertreter der beiden wichtigsten Bakterienklassen töten. In einer spannenden Suche kamen die beiden Wissenschaftler des von Professor Kurosch Rezwan geleiteten Fachgebiets Keramische Werkstoffe und Bauteile (Advanced Ceramics) im Fachbereich Produktionstechnik der Universität Bremen Schritt für Schritt dem möglichen Grund für die antibakteriellen Eigenschaften auf die Spur: Bestimmte sauerstoffhaltige Gruppen an den Oberflächen der Nanodiamanten, sogenannte Säureanhydride, scheinen für die antibakterielle Wirkung der Diamanten verantwortlich zu sein.

„Die Erkenntnis, dass Nanodiamanten ähnlich effektiv Bakterien töten wie das seit über 7000 Jahren verwendete Silber eröffnet eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Medizintechnik und Materialwissenschaften. Gleichzeitig ist belegt, dass die in der getesteten Konzentration verwendeten Nanodiamanten nicht toxisch für menschliche Zellen sind. So sind Beschichtungen von Oberflächen denkbar oder der Zusatz von Nanodiamanten zu Desinfektionsmitteln. Im Zeitalter der Antibiotikaresistenzen ist das Auffinden eines neuen antibakteriellen Materials gleichzusetzen mit einem Durchbruch“ betont Julia Wehling die Bedeutung der Entdeckung.

Auf die noch wenig erforschten Nanodiamanten aufmerksam geworden war Projektleiter Dr. Michael Maas bei einem Besuch an der Stanford Universität in Kalifornien im Gespräch mit Professor Richard N. Zare. „Nach meiner Rückkehr haben wir damit begonnen Nanodiamanten in den verschiedenen Nanosystemen, die wir in Bremen untersuchen, einzusetzen. Wir waren selbst überrascht wie effizient Nanodiamanten Bakterien töten und sind überzeugt mit der Entdeckung den Grundstein für viele weitere Forschungen gelegt zu haben.

Es liegt auf der Hand, dass dieses Nanomaterial in Zukunft eine wichtige Rolle in unterschiedlichsten Bereichen spielen wird, die von bakteriellem Befall betroffen sind. Unser nächstes Ziel ist es, Implantatmaterialien mit Nanodiamanten zu versetzen und diese somit mit antibakteriellen Eigenschaften auszustatten. Parallel dazu soll eine weitere Charakterisierung der Nanodiamantenoberfläche durchgeführt werden.“

Auch Professor Kurosch Rezwan als Leiter des Fachgebiets Advanced Ceramics an der Uni Bremen ist begeistert von der antibakteriellen Wirkung der Diamanten und betont, wie wichtig die hervorragende Zusammenarbeit mit der von Professor Ralf Dringen geleiteten Arbeitsgruppe Neurobiochemie und Biomolekulare Interaktionen der Universität Bremen und Professor Richard N. Zare vom Department of Chemistry der Stanford Universität an der Publikation für die renommierte Fachzeitschrift „ACS Nano“ gewesen ist.

Vollständiger Titel des Fachartikels:
Julia Wehling, Ralf Dringen, Richard N. Zare, Michael Maas, Kurosch Rezwan: Bactericidal Activity of Partially Oxidized Nanodiamonds, ACS Nano, 2014, http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn502230m.

Weitere Informationen:

Universität Bremen
Fachbereich Produktionstechnik
Keramische Werkstoffe und Bauteile / Advanced Ceramics

M.Sc. Julia Wehling
Tel.: +49 421 218 64966
E-Mail: julia.wehling@uni-bremen.de

Dr. rer. nat. Michael Maas
Tel.: +49 421 218 64939
E-Mail: michael.maas@uni-bremen.de

Prof. Dr.-Ing. Kurosch Rezwan
Tel.: +49 421 218 64930
E-Mail: krezwan@uni-bremen.de

http://www.ceramics.uni-bremen.de

Eberhard Scholz | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Forscherin entwickelt elektronische Textilstruktur für Medizinprodukte
17.02.2017 | Hochschule Niederrhein - University of Applied Sciences

nachricht Untergrund beeinflusst Halbleiter-Monolagen
16.02.2017 | Philipps-Universität Marburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie